转基因猪研究新进展

由于猪既是重要的经济动物,又是常用的实验动物,并且因为其解剖、组织、生理和营养代谢等方面与人类相似,因此转基因猪的研究意义重大。纵观转基因猪的发展历史,关键核心技术包括显微注射技术、体细胞核移植技术、精子载体技术、胚胎干细胞介导技术、病毒转染技术、基因打靶、ZFN技术和TALENS技术。科学家们通过这些技术对猪进行了大量研究,已经在生命科学领域取得了令人欣慰的成就。     

精子介导法制备转基因猪的研究

主要简述了应用转基因猪的研究概况,介绍了几种以精子作为载体的转基因方法,分析了外源DNA进入精子的影响因素,展望了利用精子为载体生产转基因猪的应用前景。     

精子与慢病毒孵育制备转基因猪的分子检测及遗传分析

【目的】在前期精子与慢病毒孵育法制备的转基因猪基础上,进一步探讨外源基因在转基因猪上的遗传状况.【方法】通过转基因猪与野生猪交配扩繁后,运用PCR和Southern-blot法对转基因G_1和G_2代进行外源基因的检测与遗传分析.【结果和结论】采用PCR法检测,G_1代PCR阳性率为25.42%(15/59);G_2代PCR阳性率为46.67%(7/15).在12头阳性转基因猪的13种组织中,外源基因在多种组织中均有存在;对阳性转基因猪的胃、垂体、下丘脑组织的RT-PCR检测结果显示,外源基因在66.67%(24/36)的组织样品中均有表达.表明在精子与慢病毒共孵育法制备的转基因猪中,外源基因能整合到猪的基因组,并遗传给后代.     

腹腔镜技术在猪人工授精和胚胎移植中的研究进展

综述了腹腔镜技术在猪人工授精和胚胎移植中研究和应用的最新进展,为促进冷冻精液、性控精子以及精子介导转基因方法在猪育种和生产中的应用提供参考。     

精子与慢病毒共孵育条件的优化以及转基因猪的制备

【目的】探索慢病毒与精子共孵育的方法,并制备转基因猪。【方法】采用正交试验分析精子密度、病毒量、精子与慢病毒共孵育时间、精子与慢病毒共孵育温度对精子活力的影响,采用PCR和Southern blotting检测转基因。【结果】①优化慢病毒与精子共孵育条件为：100 µL慢病毒原液（5×105cfu）与1.0×107个/mL精子在17℃下孵育30 min;②与病毒孵育后的精子（109个/mL）给母猪人工授精时,经PCR检测49头仔猪中有14头呈阳性;③Southern blotting结果表明,8头PCR阳性仔猪中,4头融合了外源基因。【结论】优化了精子与慢病毒共孵育的条件（100 µL慢病毒原液（5×105cfu）与1.0×107个/mL精子在17℃下孵育30 min）,成功制备了转基因猪,并检测有外源基因的融合。     

转基因猪研究的回顾及今后发展方略之我见

简要回顾了20多年来国内外转基因猪的研究,在对猪生产性能的遗传改良、用猪作为生物反应器生产医用蛋白以及用猪作为异种器官移植的供者等方面．取得的一些重要进展：概述了原核注射法、精子介导法、逆转录病毒感染法和体细胞核移植法转基因技术的建立和发展历程：对转基因猪的遗传稳定性进行了讨论。并根据国内外发展的态势和我国养猪业的现状．提出了转基因猪研究方向和技术路线的发展方略．     

精子介导生产转hCD59基因猪

为研究精子介导法生产异种器官移植用转基因猪的效率,将人膜反应性溶解抑制物(hCD59)基因与脂质体混合制成基因/脂质体复合物,分别采用睾丸注射法和基因脂质体复合物/精子共孵育法制备转人hCD59基因猪,其中睾丸注射法处理公猪1头,44 d后配母猪8头,7头受孕(受孕率87.5%),产仔73头,PCR阳性猪3头(阳性率4.3%);外源基因/精子共孵育法处理公猪4头,处理母猪4头,1头受孕(受孕率25%),产仔11头,PCR阳性猪1头(阳性率9%)。从15头受孕母猪共获得84只仔猪,经PCR初步检测,其中4只仔猪为转基因阳性,阳性率4.8%。研究结果表明:通过精子介导法可以获得转基因猪。     

猪精子注入输卵管的授精技术

将猪鲜精做体外获能处理,调整精子的浓度为每毫升5×107个精子,活力不低于0.5.受体母猪发情后注射HCG800IU,之后的24～30 h采用手术的方法按3种方式将精子注入生殖道内.缝合创口,常规饲养管理.结果表明:宫管接合部注入的受胎率为100%(5/5),平均产仔7.2头;输卵管伞部注入的受胎率为0(0/5);注入子宫角的受胎率为60%(3/5),平均产仔7.3头.该技术为充分挖掘优秀公猪个体的遗传资源和利用率、为精子介导法构建转基因猪提供了新的技术途径,同时为人类男性不孕症的治疗提供了可供参考的方法.     

不同穿膜肽载体转染对猪精子受精能力的影响

【目的】明确修饰基因组通过穿膜肽载体转染精子的可行性及穿膜肽载体对精子和受精卵的影响,为实现安全有效地大批量制备猪转基因胚胎提供技术支撑。【方法】以水牛Sohlh2基因为目的基因,通过细胞穿膜肽(C105y、MPG和TAT)和慢病毒介导转染猪精子后,采用激光共聚焦扫描显微镜观察转染精子形态特征的变化,利用精子图像分析仪(CASA)检测精子活率、平均曲线运动速度(VCL)、平均直线运动速度(VSL)和前向性(STR)等指标,运用精子顶体染色试剂盒测定猪精子顶体反应,并通过体外受精进一步验证不同载体转染制备生产转Sohlh基因猪胚胎的效果。【结果】转染后的猪精子顶体结构完整,细胞膜未见破裂;不同细胞穿膜肽(C105y、MPG和TAT)的猪精子转染阳性率分别为56.74%、50.44%和43.58%,低于慢病毒的转染阳性率(61.48%),但差异不显著(P>0.05,下同)。经穿膜肽C105y转染24 h,猪精子活率(70.09%)、平均直线运动速度(35.36μm/s)、平均曲线运动速度(42.20μm/s)、前向性(1.03μm/s)与对照组相比差异均不显著;而经穿膜肽MPG和TAT及慢病毒转染后,猪精子的各项指标均呈一定程度的下降趋势。细胞穿膜肽转染猪精子的自发顶体反应率与对照组相比无显著差异,慢病毒转染则呈显著的上升趋势(P<0.05,下同);在诱发顶体反应率方面,慢病毒转染猪精子的诱发顶体反应率较对照组呈显著下降趋势,而不同细胞穿膜肽转染对猪精子诱发顶体反应率也无显著影响。慢病毒和穿膜肽C105y转染猪精子经体外受精获得的受精卵继续培养24 h后其卵裂率为64.82%和65.91%,与对照组受精卵的卵裂率(64.52%)差异不显著;穿膜肽C105y转染组的囊胚率(15.82%)与对照组间无显著差异,而慢病毒转染组的囊胚率(9.11%)显著低于对照组;在转基因胚胎阳性率方面,穿膜肽C105y转染组显著低于慢病毒转染组(8.54%vs 10.38%)。【结论】穿膜肽C105y对猪精子的受精能力及转基因猪胚胎发育影响小,且毒害作用不明显,是一个能高效转导外源基因的安全载体。     

猪卵母细胞胞质内单精子注射影响因素的研究

探讨了猪卵母细胞胞质内单精子注射(ICSI)的有关影响因素。结果表明:在本实验室条件下,在体外成熟液中添加30 ng/mL的EGF可以明显促进ICSI胚胎的后续发育(P<0.05);当精子操作液中PVP浓度为20%时可以显著促进ICSI胚胎的后续发育(P<0.05);操作液中添加5μg/mL的CB对ICSI胚胎的发育没有显著影响。     

不同时间间隔进行激活处理对猪早期ICSI胚发育的影响

[目的]探讨不同激活方法对胞质内显微受精（ICSI）猪卵母细胞原核形成及其早期发育的影响。[方法]以体外成熟44~48 h的猪卵母细胞为试材,通过用ICSI法对其进行受精,然后用不同激活方法激活,研究了不同激活方法对ICSI卵母细胞原核形成和早期胚胎发育的影响。[结果]化学激活处理组的猪卵母细胞的原核形成率显著高于没有经过激活处理组,Ion（5 min）＋6-DMAP（4 h）组的原核形成率为38.08%,Ion（5 min）＋NCSU23（3 h）＋6-DMAP（4 h）组的原核形成率为47.78%。各处理组的分裂率差异不显著,但2个激活处理组的分裂率较高。不经激活处理组的囊胚率为3.82%,Ion（5 min）＋6-DMAP（4 h）组的囊胚率为15.49%,Ion（5 min）＋NCSU23（3 h）＋6-DMAP（4 h）组的囊胚率为10.70%。[结论]2种激活方法的原核形成率和囊胚率差异不显著,都可用于ICSI猪卵母细胞的激活。     

Effect of calcium on porcine ICSI embryos expressing EGFP is related to activation of ooplasmic DNase I

Several reliable methods to produce transgenic animals use the male genome. After penetration into oocytes, sperm DNA undergoes dramatic conformational changes that might represent an opportunity for exogenous DNA to integrate into the zygote genome. A nuclease,DNase I, with Ca2+/Mg2+dependent activity and Zn2+inhibition, is one of the enzymes responsible for sperm DNA remodeling. To date, the effect of different calcium concentrations in manipulation media on porcine intracytoplasmic sperm injection has not been fully investigated.The present study was conducted to examine the effect of calcium in the surrounding media, and we found that the number of embryos expressing green fluorescent protein(EGFP) was increased in media containing Ca2+. However, the number did not change over Ca2+concentrations from 2 to 8 mmol$L–1(P 0.05). Moreover, free Ca2+concentrations in the media were found to affect the efficiency which is porcine intracytoplasmic sperm injection(ICSI) embryos expressing EGFP protein, which was related to the activation of ooplasmic DNase I. These findings reveal a mechanism and pathway involving EGFP expression in ICSI embryos.     

转录靶向猪Jiv基因shRNA细胞株的建立 及抗猪瘟病毒转基因猪的构建

【目的】构建转入靶向猪Jiv基因shRNA干扰片段的阳性细胞株,通过比较各细胞株对猪瘟病毒增殖的干扰效果,筛选对猪瘟病毒增殖有明显抑制作用的细胞株,为抗猪瘟转基因猪的构建提供材料。【方法】研究设计了靶向猪Jiv基因的4个shRNA干扰片段,并构建插入干扰片段的慢病毒(P1、P2、P3、P4)。将慢病毒分别转染PK-15细胞,阳性细胞接种猪瘟病毒后72 h用实时荧光定量PCR检测猪瘟病毒RNA的量,以比较4种干扰细胞株对猪瘟病毒增殖的干扰效果。将对猪瘟病毒增殖有较好干扰效果的P2慢病毒干扰载体转染猪胎儿成纤维细胞,获得稳定表达靶向猪Jiv基因shRNA干扰片段的猪胎儿成纤维细胞株,作为抗猪瘟病毒转基因猪构建的供体细胞,将细胞核移植到成熟的去核猪卵母细胞中,获得体细胞核移植胚胎,移植入受体母猪输卵管中进行转基因猪构建,对获得的转基因猪进行外源基因的鉴定。【结果】获得了4株转入靶向猪Jiv基因shRNA干扰片段的PK-15细胞株,其中转入P2干扰载体的细胞株对猪瘟病毒的增殖有明显的抑制作用,将转入P2干扰载体的猪胎儿成纤维细胞株为核供体细胞通过体细胞核移植,获得经鉴定为外源基因插入阳性的转基因猪。【结论】细胞Jiv基因的表达对猪瘟病毒的增殖有一定的影响,筛选获得的一个干扰细胞株对猪瘟病毒的增殖有明显的干扰效果;通过体细胞核移植技术获得一头转入靶向猪Jiv基因shRNA干扰片段（P2）的转基因猪。     

转基因鸡及输卵管生物反应器

随着生物制药业的迅速发展,转基因鸡输卵管生物反应器正逐渐成为人们关注的焦点,转基因鸡以其卓越的优势必将成为科学研究的热点和生物制药领域的新兴产业之一。目前,转基因鸡最成功的制备方法即逆转录病毒介导法,并已成功制备出表达标记基因的转基因鸡。通过综述鸡作为生物反应器的优势、转基因鸡发展历程、逆转录病毒载体制备转基因鸡的方法过程和转基因鸡的研究进展,同时也讨论了转基因鸡的意义和可能存在问题。     

胞质内精子注射法介导外源DNA生产转基因动物

通过胞质内精子注射法介导转基因已经成为生产转基因动物的一种有效手段。然而传统的ICSI介导法用冻融精子或Triton X-100处理的精子作为携带外源DNA的载体,经胚胎移植后生产转基因后代的效率很低,主要原因为这些处理方式在提高转染效率的同时对精子染色体造成了较大程度的损伤。最近研究者们提出了一种使用高浓度碱液对精子进行简单的预处理,高效地生产转基因后代的方法。这些精子完全失去了质膜与顶体,但仍保留有核的完整性,并且可以高效的将外源基因插入宿主基因组,比传统的精子处理方法获得了更理想的转基因动物的生产效率。     

猪病毒性腹泻转基因植物疫苗研究进展

综述了猪流行性腹泻、传染性胃肠炎和轮状病毒病转基因植物疫苗的构建、作用机制等方面的研究进展,并指出了研究中存在的问题以及未来展望,希望能为猪病毒性腹泻病疫苗的研究提供新的思路。     

不同激活方法对猪ICSI卵早期发育的影响

[目的]探讨不同激活方法对猪单精子显微受精（ICSI）胚发育的影响。[方法]冷冻精子解冻洗涤后直接应用于ICSI,ICSI后采用不同激活方法激活卵母细胞,检测其原核形成情况。[结果]结果表明,单纯电脉冲激活以及电脉冲与6-DMAP联合激活其受精率分别达53.3%和60.4%,对ICSI卵雌雄原核形成的影响差异不显著（P〉0.05）;ICSI后采用不同激活方法激活卵母细胞,检测猪ICSI卵胚胎早期发育情况,单纯电脉冲激活囊胚率达13.0%,显著高于对照（P〈0.05）。[结论]单纯电脉冲激活能促进猪ICSI胚胎的早期发育。